جو الأرض: أصل وهيكلة الغلاف الجوي (مع رسم بياني)

جو الأرض: أصل وهيكلة الغلاف الجوي!

الغلاف الجوي هو طبقة رقيقة من الغازات التي تفصل الأرض عن الفضاء الخارجي. الغلاف الجوي السفلي عبارة عن خليط من جزيئات ثلاثة غازات مهمة - الأوكسجين (O ₂ ) ، النيتروجين (N ₂ ) وثاني أكسيد الكربون (CO ₂ ) - جنبا إلى جنب مع بخار الماء وكميات ضئيلة من العديد من الغازات الأخرى التي ليس لها أهمية حيوية فورية.

الغازات في الغلاف الجوي عادة ما تكون مستقرة ولكن في بعض الظروف تتفاعل كيميائيا لتشكيل مركبات جديدة. الغلاف الجوي هو مصدر رئيسي للكربون والأكسجين لجميع الكائنات ومصدر النيتروجين لعدد قليل من الكائنات الحية.

ويطلق على الخليط الغازي من الطبقة السفلى من الغلاف الجوي في طبقة التروبوسفير التي تعمل فيها الكائنات الحية الهواء المحتوي على الأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون ، وكلها دورة في الطبيعة من خلال الدورات البيوجيوكيميائية.

معظم الكائنات الحية تستفيد من هذه الغازات ليس فقط لتحرير الطاقة الكيميائية من الطعام أثناء التنفس ولكن بطرق مختلفة ، على سبيل المثال النباتات تستخدم ثاني أكسيد الكربون في عملية التمثيل الضوئي ويستخدم النيتروجين بواسطة بكتيريا تثبيت النيتروجين من جذور بعض النباتات.

وبالتالي ، فإن عدم التوازن في خليط هذه الغازات سيؤثر على العمليات التي تنطوي على انخفاض تهوية التربة مما يؤدي إلى عدد من التأثيرات المورفولوجية والفسيولوجية على النباتات. قد ينتج عن زيادة ثاني أكسيد الكربون في التربة والهواء إنتاج مثل هذه السموم المميتة للكائنات الحية في التربة والنباتات. كل هذا يشرح الأهمية البيئية للهواء.

يمكن تصنيف العالم بأكمله ومواده إلى مكونات غير حية (غير حيوية) ومعيشية (حيوية). يمكن أيضًا تصنيف البيئة اللاأحيائية في الغلاف الجوي والغلاف الصخري والغلاف المائي في حين تسمى البيئة الأحيائية كمحيط حيوي.

يسمى الغلاف الغازي ، الذي يحمله الكوكب بجاذبية الأرض للأرض. تبلغ الكتلة الإجمالية للغلاف الجوي 5.7 × 10 ¹⁶ طنًا من الهواء. يمزج حوالي 1000 كم أو أكثر فوق سطح الأرض. الغلاف الجوي عبارة عن خزان للعديد من عناصر دعم الحياة التي تخدم العديد من الوظائف مثل ترشيح الطاقة المشعة من الشمس ، وعزل الحرارة لفحص الخسائر من سطح الأرض واستقرار الظروف المناخية.

أصل الغلاف الجوي:

يرتبط أصل الغلاف الجوي بمصدر الأرض نفسه. تشكلت الأرض من تراكم المواد الصلبة التي تتكاثف من السديم الشمسي. كان الجو في ذلك الوقت مختلفًا تمامًا عن الجو اليوم.

في المرحلة الأولى ، جذبت الأرض بقوة جاذبيتها مكونات غازية من الغبار الكوني. الهيدروجين والميثان والأمونيا وبخار الماء والغازات النبيلة. لم يكن هناك أي أوكسجين في هذه المرحلة وكان مناخًا غنيًا أو هيدروجينًا غنيًا. استمر حوالي 3.5 × 10 ⁹ سنوات.

المرحلة الثانية من تطور الغلاف الجوي استمرت حوالي 2 × 10 ⁹ سنوات. وقعت الانفجارات البركانية خلال هذه الفترة. انتقلت كميات كبيرة من الصهارة المشبعة بالغاز الذائب باتجاه سطح الأرض. مروا فوق حديد موجود في الوشاح.

توجد الغازات مثل النيتروجين والهيدروجين وكبريتيد الهيدروجين وأول أكسيد الكربون وبخار الماء في حالة منخفضة. أي أكسجين حر يهرب من باطن الأرض مع الهيدروجين أو الميتان المتبقي أو الأمونيا. في المرحلة الثانية أيضا لم يكن هناك أكسجين حر في الغلاف الجوي.

في اليوم الثالث واليوم بدأ إنتاج الأكسجين في الغلاف الجوي يتجاوز استهلاك الأكسجين. ظاهرتين الغلاف الجوي ساهمت في تحريض الأكسجين. أولا ، كان التفكك الكيميائي للصور لجزيئات الماء. تمتص جزيئات الماء الأشعة فوق البنفسجية وتنبعث في الهيدروجين والأكسجين. تم إدخال الجزء الأكبر من الأكسجين عن طريق التمثيل الضوئي.

بدأت هذه العملية بعد ظهور الحياة على الأرض. الكائنات البحرية متعددة الخلايا ظهرت خلال هذه الفترة. انهم يستهلكون phyto-plankton ويطفو على الماء. مع انخفاض العوالق النباتية ، انخفض أيضا عدد البكتيريا متباشرة التغذية. هذا أدى إلى زيادة في الأكسجين في الغلاف الجوي.

هيكل الغلاف الجوي:

يتكون الهيكل العمودي للغلاف الجوي من عدة طبقات مفصولة عن بعضها البعض بالتغير في ميل الرسم البياني لدرجة الحرارة مقابل الارتفاع. في المستوى الأدنى (التروبوسفير) تنخفض درجة الحرارة مع ارتفاع متزايد حتى تصل إلى التروبوبوز (10-12 كم) ، وتكون درجة الحرارة -70 درجة مئوية.

تتميز الطبقة التالية (الستراتوسفير) بزيادة درجة الحرارة. بالقرب من قمة الطبقة هي منطقة حيث يتم امتصاص الأشعة الشمسية فوق البنفسجية بواسطة الأوزون. هذا يجعل stratopause منطقة دافئة من الغلاف الجوي ، ويوفر أيضا درعا فعالا مع الحفاظ على الأشعة فوق البنفسجية الضارة من الأرض.